WO1999007807A1 - Single-chamber coking system - Google Patents

Abstract

In order to promote marketing of single-chamber coking systems, these are so designed as to reduce investment costs by maintaining a certain coefficient of fineness and/or the heat supply even when there is a risk of non allowed swelling pressure and/or when identical fire-proof material is used for different kinds of reactor.

Description

Einzelkammersystem zum VerkokenSingle-chamber system for coking

Die Erfindung betrifft ein Einzelkammersystem Verkokungssysteme dienen vorzugsweise zur Verkokung von Kohle Dabei werden aus der Kohle die fluchtigen Bestandteile unter Luftabschluß durch Erwärmung ausgetrieben Als Folge verbleibt einen Kohlenstoffgerust, der Koks Der Koks hat unterschiedliche Qualität Vermarktungsfahig sind nur Qualitäten mit einer Mindestfestigkeit Die gewünschte Festigkeit entsteht, wenn die Kohle wahrend des Verkokungsvorganges eine Erweichung und anschließend wieder eine Verfestigung erfahrt Vorteilhafterweise kann mit der Verfestigung eine Kontraktion des entstandenen Kokses verbunden sein Der Koks setzt sich dann von der Heizwand ab und kann sehr leicht aus dem Ofen gedruckt werden Nur bestimmte Kohlen fuhren zu dem ErgebnisThe invention relates to a single-chamber system. Coking systems are preferably used for coking coal. The volatile constituents are expelled from the coal with the exclusion of air by heating. As a result, a carbon scent remains. The coke. The coke has different quality. Only qualities with a minimum strength are marketable. The desired strength arises. if the coal is softened and then solidified again during the coking process, the contraction of the resulting coke can advantageously be associated with the solidification.The coke then deposits on the heating wall and can be easily printed out of the furnace. Only certain coals lead to this Result

Es ist heute üblich, Kohlenmischungen zu erzeugen, um im Wege der Mischung alle gewünschten Eigenschaften darzustellenIt is customary today to produce coal mixtures in order to represent all the desired properties by mixing

In den Anfangen der Verkokungstechnik wurden einzeln stehende Ofen verwendet Die damalige Technik ist unter den Bezeichnungen Meilertechnik bzw Bienkorbofen bekannt Spater sind die Ofen zu Batterien (Ofenbatterien oder Koksofenbatterien) zusammengefaßt worden Im folgenden werden derartige Ofensysteme zum Vergleich mit einem neu entwickelten System als Vielkammersysteme bezeichnet Die Vielkammersysteme besitzen eine Vielzahl von nebeneinander liegenden Kammern Zwischen jeweils zwei benachbarten Kammern befindet sich eine für beide Kammern gemeinsame Kammerwand Heute üblich sind sogenannte Horizontalkammerverkokungsofen (Horizontalkammerofen) Derartige Ofen besitzen horizontal liegende Kammern, die vorn und hinten mit Türen (Ofentüren) verschlossen sind und von oben mit der Kohle beftiHt werden Zum Entleeren einer Kammer werden nach Beendigung des Verkokungsvorganges die beide Türen geöffnet und der ausgegarte Inhalt der Kammer, der auch als Kokskuchen oder Ofenbesatz(Besatz) oder Charge bezeichnet wird, mit einer Druckmaschine aus der in Druckrichtung hinteren Ofenoffnung herausgedrückt. Die Druckmaschine besitzt einen Druckkopf, der den Querschnitt der Kammer ausfüllt und mit einer Stange bewegt wird Die Stange ist in der Regel zugleich als Zahnstange ausgebildet und wird mit einem Ritzel bewegtIn the early days of coking technology, single-standing ovens were used.The technology at that time was known under the names Meilertechnik or beehive oven. Later, the ovens were combined to form batteries (oven batteries or coke oven batteries) Multi-chamber systems have a large number of adjacent chambers. Between two adjacent chambers there is a chamber wall common to both chambers. So-called horizontal chamber coking furnaces (horizontal chamber furnaces) are common today. Such furnaces have horizontally lying chambers that are closed at the front and rear with doors (furnace doors) and from above To be emptied with the coal To empty a chamber, after the coking process has ended, both doors are opened and the fully cooked contents of the chamber, which can also be used as coke cake or oven trimmings (trimmings) or Batch is called, with a printing machine from the furnace opening at the back in the printing direction pushed out. The printing press has a print head that fills the cross-section of the chamber and is moved with a rod. The rod is usually also designed as a toothed rack and is moved with a pinion

Die Ofenbeheizung findet in den Kammerwanden statt Deshalb wird von Heizwanden gesprochen.The furnace heating takes place in the chamber walls. That is why we speak of heating walls.

Eine neue Ofenentwicklung hat sich wieder dem Konzept des Einzelofens zugewandt Daraus haben sich die Bezeichnung Einzelkammersystem oder Einzelkammerverkokungssystem entwickelt Die Kammern der Einzelkammersysteme werden wegen ihrer besonderen Betriebsweise auch als Reaktoren bezeichnetA new furnace development has again turned to the concept of the single furnace. From this the term single-chamber system or single-chamber coking system has developed. The chambers of the single-chamber systems are also referred to as reactors because of their special mode of operation

Einzelkammersysteme sind gegenüber Vielkammersystemen dadurch gekennzeichnet, daß die von oben beschickten und horizontal gedruckten Kammern/Reaktoren einzeln und unabhängig voneinander betreibbar sind Das wird dadurch ermöglicht, daß jede Einzelkammer/Reaktor aus zwei zusammengehörigen Heizwanden gebildet wird Vorteilhafterweise wird jede Heizwand durch eine starre Seitenwand abgestutzt Über die bloße Abstutzung hinaus kann eine Einspannung stattfinden Besonders vorteilhaft sind Seiteneinspannungen aus Stahl In diesem Sinne haben sich Doppel-T-Trager bewahrt Zu dem Reaktor gehören wie bei der Kammer des Vielkammersystems noch Sohle, Decken und TürenSingle-chamber systems are characterized in comparison to multi-chamber systems in that the horizontally printed chambers / reactors charged from above can be operated individually and independently of one another.This is made possible by the fact that each individual chamber / reactor is formed from two associated heating walls. Advantageously, each heating wall is supported by a rigid side wall the mere support can also be clamped in. Side clamps made of steel are particularly advantageous. In this sense, double-T supports have been preserved. Like the chamber of the multi-chamber system, the reactor also includes sole, ceilings and doors

Einzelkammerverkokungsreaktoren sind leicht daran zu erkennen, daß zwei zusammengehörige, die Verkokungskammer/Reaktor bildende Heizwande jeweils nur eine Charge beheizen, was dazu führt, daß sie als Baumodule eine eigene selbständige Einheit bilden, die einzeln und unabhängig betrieben werden können Demgegenüber werden bei Vielkammersystemen mit jeder Heizwand zwei nebeneinander liegende und durch die Heizwand voneinander getrennte Kammerhalften beheizt Vielkammersysteme können deshalb nur batterieweise (bis zu 80 Kammern) betrieben und gesteuert werden Andererseits lassen sich Einzelkammern/Reaktoren wahlweise auch batterieweise wie Vielkammersysteme zusammenfassen Die Unabhängigkeit der Einzelkammern/Reaktoren wird dadurch nicht beeinträchtigtSingle-chamber coking reactors can be easily recognized by the fact that two associated heating walls that form the coking chamber / reactor each heat only one batch, which means that they form their own independent unit as building modules, which can be operated individually and independently Heating wall two chamber halves lying next to each other and separated from each other by the heating wall can therefore only be operated and controlled by batteries (up to 80 chambers) .On the other hand, individual chambers / reactors can also be combined as batteries, like multi-chamber systems. The independence of the individual chambers / reactors is not affected

Bei batterieweiser Zusammenfassung von Einzelkammern laßt sich vorteilhafterweise zur Reduzierung des baulichen Aufwandes für die Einspannung nutzen, indem jeweils nur eine Einspannung zwischen den gegenüberliegenden Heizwänden zweier benachbarter Einzelkammern Reaktoren angeordnet ist und diese Einspannung der Abstützung beider Heizwände dient.In the case of a battery-wise combination of individual chambers, it can advantageously be used to reduce the structural outlay for the clamping by only one at a time Clamping is arranged between the opposing heating walls of two adjacent single-chamber reactors and this clamping serves to support both heating walls.

Die Heizwände sind außen mit Wärmedämmung versehen. Die Wärmedämmung schützt die Seiteneinspannung/Verankerung vor einer unzulässigen Erwärmung und einer damit einhergehenden Verformung bzw. einem Verlust an Festigkeit.The heating walls are provided with thermal insulation on the outside. The thermal insulation protects the side clamping / anchoring against inadmissible heating and the associated deformation or loss of strength.

Beim Vielkammersystem wird die Stabilität der Heizwand durch die Breite der Heizzüge und die Deckenauflast bestimmt. Aufgrund des hohen Schlankheitsgrades der Heizwand und der begrenzten Deckenauflast ist die Stabilität der Heizwand gegen seitlich wirkenden Verkokungsdruck relativ gering. Wegen dieses konstruktiven Nachteils und wegen der Wärmeabgabe der Heizwand nach beiden Seiten ist eine Abstimmung des Druckrhythmus zwingend erforderlich. Ziel der Betriebsweise ist es, dem Treibdruck und der daraus resultierenden Verformung der Heizwände dadurch entgegen zu wirken, daß sich während der Phase gefährlichen Treibdruckes in den benachbarten Kammern ein Ofenbesatz befindet. Bewährt haben sich die Druckrhythmen 1,3, 5/2, 4,6 und 1,6, 1 1/3, 8, 13/5,10, 15/2, 7, 12/4, 9, 14. Mit den Nummern sind die Öfen bezeichnet.In the multi-chamber system, the stability of the heating wall is determined by the width of the heating cables and the ceiling load. Due to the high slenderness of the heating wall and the limited ceiling load, the stability of the heating wall against coking pressure acting from the side is relatively low. Because of this design disadvantage and because of the heat emission of the heating wall on both sides, a coordination of the printing rhythm is imperative. The aim of the mode of operation is to counteract the driving pressure and the resulting deformation of the heating walls by the fact that during the dangerous driving pressure phase there is an oven load in the adjacent chambers. The pressure rhythms 1,3, 5/2, 4,6 and 1,6, 1 1/3, 8, 13 / 5,10, 15/2, 7, 12/4, 9, 14 have proven themselves Numbers are labeled the ovens.

Zur Erläuterung des Druckrhythmus:To explain the printing rhythm:

Die Bezeichnung des 5/2 Turnus bedeutet: Es werden in Folge die Kammern mit denThe designation of the 5/2 cycle means: The chambers with the

NummernNumbers

1,6,11,16,21 usw. in der ersten Serie gedrückt, wobei jeweils 5 Kammern übersprungen werden,1,6,11,16,21 etc. in the first series, whereby 5 chambers are skipped,

3,8,13,18,23 usw. in der zweiten Serie gedrückt, wobei wiederum jeweils 5 Kammern übersprungen werden.3,8,13,18,23 etc. in the second series, again skipping 5 chambers.

In den nachfolgenden Serien wird von Serie zu Serie jeweils 2 Kammern und innerhalb einerIn the following series there will be 2 chambers from series to series and within one

Serie immer wieder 5 Kammern übersprungen.Series repeatedly skipped 5 chambers.

Bei dem häufig angewendeten 2/1 Turnus ergeben sich folgende Serien: 1,3,5,7.... in der ersten Serie 2,4,6,8.... in der zweiten Serie. Durch Einhaltung des Druckrhythmus wird auch vermieden, daß eine zu starke Warmeentspeicherung einer Heizwand einsetzt, wenn zwei benachbarte Koksofen in zu kurzen Zeitabständen chargiert werdenThe frequently used 2/1 cycle results in the following series: 1,3,5,7 .... in the first series 2,4,6,8 .... in the second series. By adhering to the pressure rhythm, it is also avoided that excessive heat retention of a heating wall sets in if two adjacent coke ovens are charged at too short intervals

Die notwendige Einhaltung eines bestimmten Druckrhythmus macht das Vielkammersystem unflexibel und storungsanfallig, denn in manchen Fallen muß gegen die Regel verstoßen werden, um betrieblichen Erfordernissen - z B Reparaturfallen - gerecht werden zu könnenThe necessary compliance with a certain pressure rhythm makes the multi-chamber system inflexible and prone to failure, because in some cases the rule has to be violated in order to be able to meet operational requirements - e.g. repair cases

Bei dem Einzelkammersystem sind in Batteriebauweise zwischen je zwei benachbarten Reaktoren in einer bekannten Ausführungsform zwei Seitenwande vorgesehen D h jedem Reaktor ist eine separate Seitenwand zugeordnet Beide Seitenwande besitzen eine gemeinsame seitliche Einspannung/Seitenverankerung Die Seitenverankerung wird beispielsweise durch Doppel-T-Trager gebildet und kann den Einzelkammern im Feuerfestbereich jede notwendige Steifigkeit geben, um beide Einzelkammern/Reaktoren unabhängig voneinander betreiben zu können Dies erlaubt folgende für Vielkammersysteme nicht durchführbare Reparaturmaßnahme an einzelnen Reaktoren Stillsetzen, ErneuernIn the case of the single-chamber system, in a known embodiment, two side walls are provided in battery design between two adjacent reactors.Dh each reactor is assigned a separate side wall.These side walls have a common lateral clamping / side anchoring.The side anchoring is formed, for example, by double-T supports and can Provide individual chambers in the refractory area with the necessary rigidity in order to be able to operate both individual chambers / reactors independently of each other

Das Einzelkammersystem erlaubt auch eine von der Deckenauflast unabhängige Konstruktion der Heizzuge zur Optimierung der Flammenführung und der VerbrennungThe single-chamber system also allows the heating cables to be designed independently of the ceiling load to optimize flame management and combustion

Das Einzelkammersystem gibt eine extrem große Unabhängigkeit gegenüber der Kohlengrundlage bei gleichzeitig hohem Koksausbringen durch den Einsatz niederfluchtiger Kohle Die Verwendung vorerhitzter Kohle in Kombination mit Kokstrockenkuhlung und programmgesteuerter Beheizung führt zu einer betrachtlichen Steigerung des energetischen WirkungsgradesThe single-chamber system gives you an extremely high degree of independence from the coal base with high coke output thanks to the use of low-volatility coal. The use of preheated coal in combination with coke dry cooling and program-controlled heating leads to a considerable increase in energy efficiency

Seit Anfang der industriellen Kokserzeugung in Horizontalkammerofen, d h seit mehr als 1OO Jahren ist die Beherrschung des Treibdruckes eine besondere Aufgabe für die rohstoffliche und betriebliche Steuerung des Verkokungsprozesses Der Treibdruck ist der Druck, mit dem die Kohle wahrend des Verkokungsvorganges die Heizwande belastetSince the beginning of industrial coke production in a horizontal chamber furnace, i.e. for more than 100 years, mastering the driving pressure has been a special task for the raw material and operational control of the coking process. The driving pressure is the pressure with which the coal loads the heating walls during the coking process

Durch geeignete Wahl bzw Mischung unterschiedlich kokender Kohlen einerseits sowie durch Anwendung bestimmter Druckrhythmen (z B 5/2 Turnus) andererseits wird der Beherrschung des Treibdruckes von der rohstof lichen bzw von der betrieblichen Seite her Rechnung getragenMastery is achieved through a suitable choice or mixture of differently coking coals, on the one hand, and through the use of certain pressure rhythms (e.g. 5/2 cycles) the driving pressure from the raw material or from the operational side

Eine Mißachtung der Treibgefahr hat beim Ffst-Mauerwerk einer Koksofenbatterie schwerwiegende Beschädigungen bzw sogar die totale Zerstörung zur FolgeDisregarding the danger of drifting results in serious damage or even total destruction in the case of masonry in a coke oven battery

Interessanterweise sind Kokse aus gut kokenden Kohlen in der Regel von höherer Qualität Gut kokende Kohlen haben zwangsläufig aber auch die Eigenschaft, einen gewissen Treibdruck zu erzeugen Um den Qualitätsansprüchen der Stahlindustrie zu genügen, sehen sich die Koksproduzenten immer wieder veranlaßt, treibneigende oder gar treibgefahrliche Kohlen zur Kokserzeugung einzusetzen Dies gilt vor allem für den modernen Huttenbetrieb mit leistungsfähigen Hochofen und hohen Austausch-Reduktionsmittelraten (01 oder Kohle) Bei den heute erreichbaren Koksraten von z B 3OO bis herunter zu 250 kg/t Roheisen hat die Koksqualitat entscheidenden Einfluß auf den Hochofengang Aus diesen Erfahrungen abgeleitet, erfordert eine leistungsfähige Roheisenproduktion eine weit überdurchschnittliche chemo-mechanische Resistenz der Koksschichten zwischen dem MollerInterestingly, cokes made from coking coals are generally of a higher quality. Coking coals inevitably also have the property of generating a certain driving pressure. In order to meet the quality requirements of the steel industry, the coke producers are repeatedly forced to use propellant or even propelling coals Using coke production This is especially true for modern hut operations with powerful blast furnaces and high exchange reducing agent rates (01 or coal). With the coke rates that can be achieved today, for example from 3OO to down to 250 kg / t pig iron, the coke quality has a decisive influence on the blast furnace operation Based on experience, efficient pig iron production requires a chemo-mechanical resistance of the coke layers between the mollers that is far above average

In den bisherigen Planungen wurde davon ausgegangen, daß für eine Jahreskapazitat von z B 2 Millionen Tonnen Koks mit einer aus Einzelkammerverkokungsreaktoren bestehenden Kokerei nur noch 30 bis 54 Reaktoren gegenüber 120 Kammern einer herkömmlichen Kokerei benotigt werden Die Planungen basieren auf den Abmessungen einer Einzelkammer/Reaktors mit einer Kammerbreite von 850 mm und einer Kammerhohe bis 12,5 m und einer Kammerlange bis 25 mIn the previous plans, it was assumed that for an annual capacity of, for example, 2 million tons of coke with a coking plant consisting of single-chamber coking reactors, only 30 to 54 reactors compared to 120 chambers of a conventional coking plant would be required. The planning is based on the dimensions of a single-chamber / reactor a chamber width of 850 mm and a chamber height of up to 12.5 m and a chamber length of up to 25 m

Die Kammerbreite von 850 mm zeigt den Endpunkt bisheriger Koksofenentwicklung Seit 25 Jahren sind die Kammerbreiten großer geworden Die größeren Kammerbreiten waren das Ergebnis industrieller Bemühungen um Wirtschaftlichkeit sowie Arbeits- und Umweltschutz Ein wesentlicher Wirtschaftlichkeitsfaktor war die Anzahl der Maschinenspiele für die Druckmaschinen, mit denen der Ofenbesatz nach ausreichender Garung als Kokskuchen aus dem Ofen gedruckt werden Jede Druckmaschine hat eine naturliche Kapazitatsgrenze Im Sinne wirtschaftlicher und umwelttechnischer Optimierung wurden die Kammerbreiten zur Erhöhung des Ofenvolumens vergrößert, um einen Ofenbetrieb mit einer minimalen Anzahl von Druckmaschinen unter möglichst großer Auslastung der Druckmaschinen bei Aufrechterhaltung aussreichender Wartungsmoglichkeiten (optimales Maschinenspiel) zu erreichen. Wegen der oben beschriebenen Grenzen muß die Volumensänderung dabei vorrangig durch die Vergrößerung der Kammerbreite erfolgen. Kammerabmessungen von 6OO mm bei 7,5 Höhe und 18m Länge wurden bisher als Grenzwerte gesehen.The chamber width of 850 mm shows the end point of previous coke oven development. The chamber widths have grown larger for 25 years. The larger chamber widths were the result of industrial efforts to ensure economic efficiency, as well as occupational health and environmental protection. A significant economic factor was the number of machine games for the printing presses, with which the furnace stock was reduced Sufficient cooking can be printed out of the oven as coke cake.Each printing press has a natural capacity limit. In the interests of economic and environmental optimization, the chamber widths have been increased to increase the oven volume in order to allow the oven to operate with a minimal number of printing presses while maintaining the maximum utilization of the printing presses while maintaining sufficient maintenance options ( optimal machine play) to reach. Because of the limits described above, the volume change must primarily be done by increasing the chamber width. Chamber dimensions of 6OO mm at 7.5 height and 18m length were previously seen as limit values.

Das Einzelkammersystem ist in seiner Kammerhöhe unabhängig von der Kammerbreite. Der letzte auf Basis des Einzelkammersystems durchgeführte Entwicklungsschritt zur Kammerbreite von 850 mm sollte darüber hinaus eine Garungszeit von 24 h ermöglichen. Damit kann ein Zwei-Schichten-Betrieb anstelle eines bisherigen Drei-Schichten-Betriebes verwirklicht werden. Das führt zu beträchtlichen Personalkosteneinsparungen.The height of the single chamber system is independent of the chamber width. The last development step, based on the single-chamber system, to a chamber width of 850 mm should also allow a cooking time of 24 hours. This means that two-shift operation can be implemented instead of a previous three-shift operation. This leads to considerable savings in personnel costs.

Andere hervorstechende Vorteile des Einzelkammersystems sind geringer Energieaufwand, verbesserter Umweltschutz, geringer Aufwand für Umweltschutz und geringererOther salient advantages of the single-chamber system are less energy consumption, improved environmental protection, less effort for environmental protection and less

Instandhaltungsaufwand.Maintenance effort.

Der geringere Energieaufwand wird wesentlich durch einen Codeco-Betrieb verursacht. Dabei wird die Wärmezufuhr bedarfsgerecht zugeleitet.The lower energy consumption is mainly caused by Codeco operation. The heat supply is supplied as required.

Auf der anderen Seite ist die Bauweise des Einzelkammersystems mit der Seiteneinspannung und notwendigen seitlichen Wärmedämmung aufwendiger als die Bauweise herkömmlicher Koksöfen. Die bisherigen Planungen für einen Kokereineubau auf Basis der Ergebnisse aus dem Demonstrationsreaktor gingen deshalb davon aus, daß trotz der sehr viel geringeren Anzahl von Reaktoren immer noch ein Investitionsmehraufwand durch andere wirtschaftliche Vorteile zu kompensieren ist.On the other hand, the construction of the single-chamber system with side clamping and the necessary lateral thermal insulation is more complex than the construction of conventional coke ovens. The previous plans for a new coke plant based on the results from the demonstration reactor therefore assumed that despite the much smaller number of reactors, additional investment costs can still be compensated for by other economic advantages.

Ein wesentlicher Teil der Kosten eines Kokereineubaus entsteht durch die verschiedenen Steinformate des Feuerfestmauerwerkes. Wie oben erläutert, sind die Heizwände stark wärmebelastet. Das gleiche gilt für die Kammer/Ofendecke und die Kammer/Ofensohle. Deshalb sind in diesen Bereichen Feuerfeststeine zu vermauern. Aufgrund der komplizierten Bauweise des Feuerfestbereiches ist die Anzahl der Steinformate an den herkömmlichen Kokereien in der Regel immer größer als 1OOO. Für jedes Steinformat müssen entsprechende Formen hergestellt werden. Wegen der sehr kleinen Stückzahlen vieler Formate ist zumeist ein Maschinenformen unwirtschaftlich. Die Formung erfolgt dann von Hand. Da jede Kokerei neu konstruiert wird, stellt sich die Frage der Steinformate bei jeder Kokerei neuA major part of the cost of a new coke building is caused by the different stone formats of the refractory masonry. As explained above, the heating walls are heavily exposed to heat. The same applies to the chamber / furnace ceiling and the chamber / furnace sole. Refractory bricks must therefore be bricked up in these areas. Due to the complicated construction of the refractory area, the number of stone formats in conventional coking plants is usually always greater than 1OOO. Appropriate shapes must be produced for each stone format. Because of the very small quantities of many formats, machine molding is usually uneconomical. The molding is then done by hand. Since every coking plant is newly constructed, the question of the stone formats arises with every coking plant

Bei Einzelkammersystemen ergibt sich systembedingt bereits eine deutlich geringere Zahl unterschiedlicher SteinformateIn the case of single-chamber systems, the system already results in a significantly smaller number of different stone formats

Trotz der oben erläuterten vielfaltigen Vorteile hat sich das Einzelkammersystem bislang nicht durchsetzen können Deshalb liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, das Einzelkammersystem, insbesondere die Wirtschaftlichkeit noch weiter zu verbessernDespite the manifold advantages explained above, the single-chamber system has so far not been able to assert itself. It is therefore the object of the invention to further improve the single-chamber system, in particular the economy

Dabei geht die Erfindung von folgenden Überlegungen ausThe invention is based on the following considerations

a) die Produktivität zur Reduzierung der Investkosten zu erhohen b) den Treibdruck zu verringern c) die Anzahl der Steinformate zu verringerna) increasing productivity to reduce investment costs b) reducing driving pressure c) reducing the number of stone formats

Zu a) Die Aufgabe der Produktivitatserhohung wird dadurch gelost, daß der Reaktor einen Schlankheitsgrad besitzt, der gleich oder kleiner O,O7 ist und wobei der Schlankheitsgrad als Quotient aus Kammerbreite/Kammerhohe definiert istRe a) The task of increasing productivity is achieved in that the reactor has a slenderness ratio that is equal to or less than O, O7 and the slenderness ratio is defined as the quotient of the chamber width / chamber height

Mit dem Schlankheitsgrad stellt sich die Erfindung gegen die seit 25 herrschende Entwicklungsrichtung zunehmender Kammerbreiten Das basiert auf der Erfahrung, daß die Produktivität von Koksofen mit abnehmender Kammerbreite uberproportional anwachst, und auf der Erkenntnis, daß bei Einzelkammerverkokungsreaktoren das gewünschte Kammervolumen unabhängig von der Kammerbreite durch Vergrößerung der Kammerhohe und auch der Kammerlange darstellbar ist Die zunehmenden Kammerhohen und Kammerlangen führen zu Belastungen, die sich an herkömmlichen Vielkammersystemen nicht beherrschen lassen Dagegen können diese Belastunsgen von der seitlichen Einspannung an Einzelkammerverkokungsreaktoren gut aufgenommen werden könnenWith the slenderness of the invention, the invention stands against the direction of development of increasing chamber widths, which has prevailed since 25th This is based on the experience that the productivity of coke ovens increases disproportionately with decreasing chamber width, and on the knowledge that the desired chamber volume in single-chamber coking reactors is independent of the chamber width by increasing the Chamber height and also the chamber length can be represented The increasing chamber heights and chamber lengths lead to loads that cannot be mastered in conventional multi-chamber systems. On the other hand, these loads can be easily absorbed by the lateral clamping of single-chamber coking reactors

Im folgenden sind einige Wirtschaftlichkeitsdaten in Abhängigkeit von der Kammerbreite bei sonst gleichen Randbedingungen/Rahmenbedingungen gegenüber gestelltIn the following some economic data are compared depending on the chamber width with otherwise the same basic conditions / general conditions

Die Zeile 1 zeigt, daß die als letzter Stand der Technik anzusehende Bauweise mit 100% bewertet Die Investitionskosten anderer Kokereien sind nach den Investitionskosten nach Zeile 1 bemessen. Bei gleicher Kammerbreite und sonst gleichen Rahmenbedingungen sind die Investitionskosten in einem Einzelkammersystem gemäß Zeile 2 etwa 27% höher. Das kann natürlich durch andere Positionen kompensiert und sogar überkompensiert werden. Zu diesen Positionen gehören eine preisgünstigere Kohlengrundlage, Umweltschutz usw.Line 1 shows that the state-of-the-art construction is rated at 100%. The investment costs of other coking plants are based on the investment costs Line 1 dimensioned. With the same chamber width and otherwise the same general conditions, the investment costs in a single chamber system according to line 2 are about 27% higher. Of course, this can be compensated for by other positions and even overcompensated. These positions include a cheaper coal base, environmental protection, etc.

Zeile 3 zeigt, daß das Einzelkammersystem bei Reduzierung der Kammerbreite auf 556 mm der herkömmlichen Bauweise hinsichtlich er Investitionskosten schon deutlich näher kommt. Dabei entsteht ein Schlankheitsgrad von O,O8. Der Schlankheitsgrad ist definiert als Quotient aus Kammerbreite/Kammerhöhe. Durch Anwendung des Schlankheitsgrades kleiner O,O6 wird das Einzelkammerkokungssystem in den Investitionskosten günstiger als das Vielkammersystem. Diese Kostenvorteile nehmen mit kleinerem Schlankheitsgrad zu, ohne daß dabei die oben angesprochenen geldwerten Vorteile aus der preisgünstigen Kohlengrundlage usw. berücksichtigt worden sind. Vorzugsweise wird ein Schlankheitsgrad von O,O3 nicht unterschritten.Line 3 shows that when the chamber width is reduced to 556 mm, the single-chamber system comes much closer to the conventional design in terms of investment costs. This creates a slenderness of O, O8. The slenderness ratio is defined as the quotient of chamber width / chamber height. By using the slenderness factor smaller than O, O6, the single-chamber coking system is cheaper in investment costs than the multi-chamber system. These cost advantages increase with a smaller degree of slenderness, without taking into account the above-mentioned monetary benefits from the inexpensive coal base, etc. A slenderness ratio of O, O3 is preferably not undercut.

Bei einer extrem geringen Kammerbreite können sich erhebliche Einsparungen an Investitionskosten gegenüber herkömmlichem Vielkammersystem ergeben.With an extremely small chamber width, considerable investment cost savings can result compared to conventional multi-chamber systems.

Die Berechnung der Investitionskosten und der spezifischen Produktivität basiert auf demThe calculation of investment costs and specific productivity is based on the

Füllvolumen:Filling volume:

Dies ist nachfolgend am Beispiel der Zeile 2 in der Tabelle dargestellt:This is shown below using the example of row 2 in the table:

Kammerabmessungen sind die lichte Kammerbreite von 610 mm, die lichte Kammerhöhe vonChamber dimensions are the clear chamber width of 610 mm, the clear chamber height of

7630 mm und die Kammerlänge von 2O.OOO mm. Das Füllvolumen ist bestimmt durch die7630 mm and the chamber length of 2O.OOO mm. The filling volume is determined by the

Kammerbreite von 610 mm, eine Füllhöhe von 7180 und eine Besatzlänge von 18.000 mmChamber width of 610 mm, a filling height of 7180 and a trim length of 18,000 mm

Die Füllhöhe ergibt sich aus dem Abstand des Kohlrückens zur Sohle der Kammer.The filling height results from the distance between the back of the cabbage and the bottom of the chamber.

Das Maß der Besatzlänge ist bestimmt durch den Abstand den Abstand der Türstopfen an denThe size of the trim length is determined by the distance between the door plugs on the

Türen. Die Türstopfen sind als isolierendes Feuerfestteile an den Türen befestigt und ragen in die Kammer.Doors. The door plugs are attached to the doors as insulating refractory parts and protrude into the chamber.

Im Ausführungsbeispiel nach Zeile 2 ergibt sich ein Füllvolumen von 78,836 Kubikmeter.In the exemplary embodiment according to line 2, the filling volume is 78.836 cubic meters.

De Schüttdichte vorerhitzten Besatzes beträgt nach allen Erfahren rund 850 kg pro Kubikmeter. Daraus resultiert ein Füllgewicht von 67 to vorerhitzter Kohle. Das Koksausbringen wird mit 78% angenommen Das Koksausbringen ergibt sich aus dem Gewichtsverhaltnis ausgebrachten Kokses zu eingesetzter Kohle Daraus errechnet sich ein Koksausbringen von 52,268 tAccording to all experience, the bulk density of preheated stock is around 850 kg per cubic meter. This results in a filling weight of 67 tons of preheated coal. The coke output is assumed to be 78%. The coke output results from the weight ratio of the coke to the coal used. This results in a coke output of 52.268 t

Die Garungszeit ergibt sich im Ausfuhrungsbeispiel der Zeile 2 in der Tabelle aus derThe cooking time is shown in the example of line 2 in the table from the

Erfahrung zu 14,4 Stunden Die Garungszeit ist die Dauer des Verkokungsvorganges, beginnend mit dem Füllen der Kammer mit Kohle und endet mit dem KoksdruckenExperience at 14.4 hours The cooking time is the duration of the coking process, starting with filling the chamber with coal and ending with coke printing

Die Garungszeit ist stark abhangig vom Vorbehandlungszustand der Einsatzkohle(roh, mitThe cooking time is highly dependent on the pre-treatment condition of the charcoal (raw, with

10% Feuchte oder thermisch vorbehandelt mit 180 Grad Celsius Temperatur und10% moisture or thermally pretreated with a temperature of 180 degrees Celsius and

O%Feuchte) und von der KammerbreiteO% humidity) and the chamber width

Aus der Garungszeit ergibt sich, daß jede Kammer 1,666 mal pro Tag gefüllt und gedruckt werden kann Die tagliche Produktion belauft sich auf 87,08 t, die jahrliche auf 31 784 tThe cooking time means that each chamber can be filled and printed 1,666 times a day. Daily production amounts to 87.08 t, annual production to 31 784 t

Auf dieser Basis sind zur Darstellung einer Jahresproduktion von 2 Mio t 63 Kammern erforderlichOn this basis, 63 chambers are required to represent an annual production of 2 million t

Im Ergebnis hat das Einzelkammersystem gegenüber dem Vielkammeverkokungssystem wesentliche technische und wirtschaftliche Vorteile Hinsichtlich des Maschinenspieles und der konstruktiven Umsetzung stellen sich keinerlei Probleme Die hohe statische Belastbarkeit der Kammerwande laßt auch Extrembedingungen beim Koksdrucken zu Dadurch reduziert sich die Bedeutung des Schrumpfens und Absetzens der Charge von den Kammerwanden Wahlweise lassen sich die erfindungsgemaßen Einzelkammerverkokungsreaktoren gleichwohl mit einer Konizitat errrichten Mit Konizitat ist die Erweiterung der Kammer/Reaktors zur Koksseite (in Richtung des Koksdruckens) Infolge der Erweiterung kommt der Kokskuchen schon nach geringem Schieben von den Seitenwanden immer weiter frei Die Konizitat kann z B 0,1 bis 0,6% betragen Die Konizitat rechnet sich als Maß der Erweiterung der Kammer (z B in mm) geteilt durch die Kammerlange (in gleicher Maßeinheit wie die Erweiterung) Auf eine 18m lange Kammer betragt die Erweiterung z B 75mmAs a result, the single-chamber system has significant technical and economic advantages over the multi-chamber coking system.There are no problems with regard to the machine play and the structural implementation.The high static load-bearing capacity of the chamber walls also allows extreme conditions for coke printing.This reduces the importance of shrinking and depositing the batch from the chamber walls Alternatively, the single-chamber coking reactors according to the invention can nevertheless be set up with a conicity. With conicity, the chamber / reactor is extended to the coke side (in the direction of coke printing) .As a result of the expansion, the coke cake is released from the side walls even after a slight push. The conicity can be e.g. 0 , 1 to 0.6% The conicity is calculated as the measure of the expansion of the chamber (eg in mm) divided by the length of the chamber (in the same unit of measurement as the expansion). The expansion is 18m long For example 75mm

Vorteilhafterweise laßt sich die Konizitat bei dem erfindungsgemaßen Einzelkammersystem leicht verwirklichen, indem die Kammerwande zur Längsrichtung mit gleichbleibenden Abmessungen schräg gestellt werdenAdvantageously, the conicity in the single-chamber system according to the invention can be easily achieved by inclining the chamber walls to the longitudinal direction with constant dimensions

Die bauliche Anpassung findet wahlweise im Bereich der Einspannung/Seitenverankerung mit Doppel-T-Profilen aus einer Schweißkonstruktion statt Die vorzugsweise verwendeten Doppel-T-Profile haben dann eine in Kammerlängsrichtung abnehmende Steghöhe. Das läßt sich mit einer Schweißkonstruktion leicht verwirklichen. Gegenüber gewalzten Profilen müssen die geschweißten Profile keine Festigkeitsnachteile besitzen.The structural adjustment takes place optionally in the area of clamping / side anchoring with double-T profiles made of a welded construction. The preferred used Double-T profiles then have a web height that decreases in the longitudinal direction of the chamber. This can easily be achieved with a welded construction. Compared to rolled profiles, the welded profiles need not have any strength disadvantages.

Bei Doppel-T-Profilen, die mit der Längsachse vertikal und in horizontaler Richtung bzw. Längsrichtung der Kammer/Reaktor mit (je nach Auslegung) mehr oder weniger Abstand voneinander angeordnet sind, ergibt sich dann ein Stahlbauwerk, das sich in Kammerlängsrichtung entsprechend der Konizität verjüngt.In the case of double-T profiles, which are arranged with the longitudinal axis vertical and in the horizontal direction or the longitudinal direction of the chamber / reactor with (depending on the design) more or less distance from one another, a steel structure is obtained which is in the longitudinal direction of the chamber according to the taper rejuvenated.

Zu b) nach der Erfindung wird der Treibdruck dadurch verringert, daß vor der Teernahtbildung in der Kammer die Wärmezufuhr über die Heizzüge gedrosselt wird. Die Teernaht entsteht als Folge der Erwärmung des Ofenbesatzes. Die Erwärmung beginnt an den heißen Kammerwänden. Die Heizwandtemperatur ist abhängig von der Temperatur im Heizzug. Dort kann die Temperatur z.B. 13OO bis 14OO Grad Celsius betragen. Die eingefüllte nasse Kohle hat ursprünglich Umgebungstemperatur. Vorerhitzte Kohle wird je nach Vorerhitzung z.B. mit 2OO Grad Celsius eingefüllt. An der heißen Kammerwand nimmt die Kohle Wärme auf. Mit zunehmender Erwärmung werden die flüchtigen Bestandteile aus der Kohle ausgetrieben. Dabei bildet sich eine zur Kammermitte hin bewegende Front aus erweichender Kohle (plastische Zone) Der Teer verdampft aufgrund der Erwärmung in den äußeren Besatzbereichen. Der gasförmige Teer dringt auch in den weniger erwärmten inneren Besatzbereich und kondensiert dort wieder. Wenn die beiden mit zunehmender Erwärmung zur Mitte hin wandernden plastischen Zonen sich in der Mitte treffen, wird von einer Teernaht gesprochen.To b) according to the invention, the driving pressure is reduced in that the heat supply via the heating cables is throttled before the tar seam formation in the chamber. The tar seam arises as a result of the heating of the furnace lining. The heating begins on the hot chamber walls. The heating wall temperature depends on the temperature in the heating train. There the temperature can e.g. 13oo to 14oo degrees Celsius. The filled-in wet coal originally has an ambient temperature. Depending on the preheating, preheated coal is e.g. filled with 2OO degrees Celsius. The coal absorbs heat on the hot chamber wall. With increasing warming, the volatile components are driven out of the coal. This creates a front made of softening coal (plastic zone) that moves towards the center of the chamber. The tar evaporates due to the warming in the outer areas. The gaseous tar also penetrates into the less heated inner area and condenses there again. If the two plastic zones migrating towards the center with increasing warmth meet in the middle, this is referred to as a tar seam.

Durch die Drosselung wird die Treibdruckspitze abgebaut. In der Regel erfordert das eine Drosselung 1 bis 2 Stunden vor der Teernahtbildung. Die Wärmezufuhr wird vorzugsweise auf 20%, bei Bedarf sogar bis auf O gedrosselt. Mindestens erfolgt die Drosselung der Wärmezufuhr im Bedarfsfall 30 min vor der Teernahtbildung und/oder auf 50%.Throttling reduces the driving pressure peak. As a rule, this requires throttling 1 to 2 hours before the tar seam is formed. The heat supply is preferably reduced to 20%, if necessary even to 0. At least, the heat supply is throttled if necessary 30 minutes before the tar seam formation and / or to 50%.

Wahlweise ist zur Treibdruckmessung ein Druck-, Kraft- oder Dehnungssensor an der seitlichen Einspannung/Seitenverankerung des Einzelkammersystems vorgesehen. Der Sensor kann in Abständen oder dauernd den Treibdruck messen. Bei normalem Treibdruckverlauf ist jeder Verkokungsphase ein bestimmter Meßwert zugeordnet. Der Meßwert wird wahlweise mit einem Zuschlag als Grenzwert gewählt Bei Überschreiten des Grenzwertes wird Kontakt zur Drosselung der Wärmezufuhr gegebenOptionally, a pressure, force or strain sensor is provided on the side clamping / side anchoring of the single-chamber system for measuring the driving pressure. The sensor can measure the driving pressure at intervals or continuously. In the normal course of the driving pressure, a specific measured value is assigned to each coking phase. The measured value becomes optional selected with a surcharge as the limit value If the limit value is exceeded, contact is made to limit the heat supply

Wahlweise findet zusatzlich oder alternativ zur punktuellen Messung eine Aufzeichnung desOptionally, in addition to or as an alternative to the point measurement, a record of the

Verlaufes der Treibdruckentwicklung statt und wird diese Kurve mit einer Grenz-Course of the development of the propellant pressure and this curve is

Treibdruckentwicklung verglichen, so daß schon vor Erreichen eines oben beschriebenen punktuellen Grenzwertes Kontakt zur Drosselung gegeben werden kann, wenn die gemessenePropellant pressure development compared, so that even before reaching a punctual limit value described above, contact can be given to throttling if the measured

Treibdruckentwicklung auf ein Überschreiten des zulassigen Treibdruckes hinweistPropulsion pressure development indicates that the permissible propulsion pressure has been exceeded

Dieser Sensor kann auch zur Optimierung der Drosselung eingesetzt werden oder aber auch alsThis sensor can also be used to optimize throttling or as

Notschalter zur Vermeidung übermäßiger Treibdrucke dienen Der Treibdruck kann unmittelbar als der auf die Seiteneinspannung/Verankerung wirkende Druck bzw Kraft oder inUse the emergency switch to avoid excessive propellant pressure. The propellant pressure can be used directly as the pressure or force acting on the side clamping / anchoring or in

Form der Dehnung/Biegung der Seitenverankerung gemessen werdenShape of the elongation / bending of the side anchorage can be measured

Das anliegende Schema zeigt den Verlauf des Treibdruckes bei herkömmlicher Beheizung und erfindungsgemaßer BeheizungThe attached diagram shows the course of the driving pressure with conventional heating and heating according to the invention

Bei herkömmlicher Beheizung, die mit durchgehender Linie dargestellt ist, ergibt sich eine charakteristische Treibdruckspitze Unmittelbar nach dem Chargieren (Befüllen des Reaktors) setzt die Entwicklung des Treibdruckes mit schwachsteigender Tendenz einWith conventional heating, which is shown with a solid line, there is a characteristic driving pressure peak. Immediately after charging (filling the reactor), the driving pressure begins to develop with a slightly increasing tendency

Nach rund 2/3 der Garungszeit kommt es zu einem spontanen Anstieg des Treibdruckes Zwischen 2/3 und 4/5 der Garungszeit wird ein ausgeprägtes Maximum durchlaufen Diese Treibdruckspitze geht einher mit der TeernahtbildungAfter around 2/3 of the cooking time there is a spontaneous increase in the driving pressure. Between 2/3 and 4/5 of the cooking time there is a pronounced maximum. This driving pressure peak is associated with the formation of tar seams

In diesem kritischen Zeitraum hilft das erfindungsgemaße Verfahren Die Verkokungsgeschwindigkeit wird durch entsprechend verringerte Beheizung reduziert Dabei ergibt sich überraschenderweise, daß die Treibdruckspitze durch Rücknahme der Verkokungsgeschwindigkeit ganz oder teilweise unterdruckt wird Durch die erfindungsgemaße Beheizungssteuerung wird der gestrichelt dargestellte Treibdruckverlauf erreicht Das ausgeprägte Treibdurckmaximum tritt nicht in Erscheinung Die Drosselung setzt dabei 1 bis 2 Stunden vor der Teernahtbildung einThe method according to the invention helps during this critical period The throttling starts 1 to 2 hours before the tar seam is formed

Nach Überwindung der Treibdruckspitze durch erfindungsgemaße Beheizungssteuerung kann die Beheizung in der ursprunglichen oder besser noch in verstärkter Form fortgeführt werden Die vorgeschlagenen Steuerungsmechanismen empfehlen sich bei bekannter Kohlengrundlage in Kenntnis der Treibgefahr.After the driving pressure peak has been overcome by the heating control according to the invention, the heating can be continued in the original form or, better still, in a reinforced form The proposed control mechanisms are recommended if the coal base is known, knowing the danger of drifting.

Vielfach kommt es in der Kokerei aber auch zu überraschend und unerwartet auftretender Treibgefahr. Beispielsweise durch Mischungsfehler bei der Zusammenstellung der Kokereieinsatzmichung oder durch Ausfall von Misch- und Mahlaggregaten. Menschliches Versagen kann dabei ebenso Auslöser sein, wie Fehlfunktionen bei Dosierungseinrichtungen und Ausfall von Maschinen.In many cases, however, there is a surprising and unexpected risk of drifting in the coking plant. For example, due to mixing errors in the compilation of the coking plant mix or due to failure of the mixing and grinding units. Human error can also be a trigger, as can malfunctions in dosing systems and machine failure.

In einer derartigen Situation kann der erfindungsgemäße Sensor (Druck-, Kraft- oder Dehnungsaufnehmer) rechtzeitig die Gefahr eines sich unzulässig hoch entwickelnden Treibdruckes anzeigen und/oder die Beheizung drosseln. Dabei kann ein ständiger Abgleich von Istwert und Sollwert stattfinden. Durch sofortige erfindungsgemäße Verlangsamung des Verkokungsprozesses (Beheizungssteuerung) wird die Treibgefahr behoben.In such a situation, the sensor according to the invention (pressure, force or strain transducer) can indicate in good time the danger of an impermissibly high driving pressure and / or throttle the heating. A constant comparison of the actual value and the setpoint can take place. The risk of drifting is eliminated by immediately slowing down the coking process according to the invention (heating control).

Auf dem Wege wird ein sehr kostenintensiver Anlagenteil der industriellen Kokserzeugung gesichert. Allein schon das zeigt eine besondere technisch-wirtschaftliche Bedeutung der Erfindung. Darüber hinaus kann die Erfindung zur Verbreiterung der Kokskohlenbasis in Richtung gut kokender und treibgefährlicher Kohlen zur Erzeugung eines qualitativ hochwertigen Kokses genutzt werden.On the way, a very costly part of the industrial coke plant is secured. That alone shows that the invention is of particular technical and economic importance. In addition, the invention can be used to broaden the coking coal base in the direction of well-coking and driving-dangerous coals to produce a high-quality coke.

Zu c) nach der Erfindung werden für alle Kokereineubauten gleiche Steinformate zumindest imTo c) according to the invention, the same stone formats are at least in all coke built

Bereich der Binder und/oder Läufer verwendet.Area of trusses and / or runners used.

Jede Heizwand besitzt eine Anzahl vertikal durch die Heizwand verlaufender HeizzügeEach heating wall has a number of heating cables running vertically through the heating wall

(Kanäle). Die Heizzüge besitzen in der Kammerwand voneinander Abstand. Die Kammerwand setzt sich aus den Formsteinen zusammen. Die Formsteine, welche die Heizzüge voneinander trennen tragen die Bezeichnung Binder.(Channels). The heating cables are spaced apart in the chamber wall. The chamber wall is composed of the shaped stones. The shaped blocks that separate the heating cables are called Binder.

Die Zeizzüge werden von Heizgas durchströmt. Je nach Gas wird zwischen Starkgas oderHeating gas flows through the Zeiz trains. Depending on the gas is between high gas or

Schwachgas unterschieden. Das Heizgas wird am Fuß der Kammerwände in die Heizzüge geleitet und dort unter Zuführung von Luft zur Verbrennung gebracht. Bei der Konstruktion der Kammerwände ist eine gleichmäßigen Verbrennung über die Höhe der Heizwände ein wesentliches Ziel. Die Abmessungen der Heizzüge beeinflussen unmittelbar die Flammenführung Je nach Hohe der Heizzuge wird die Luft in verschiedenen Hohenstufen zugeführtLean gas distinguished. The heating gas is fed into the heating trains at the foot of the chamber walls and brought to combustion there with the addition of air. In the construction of the chamber walls, uniform combustion over the height of the heating walls is an important goal. The dimensions of the heating cables directly affect the Flame control Depending on the height of the heating cables, the air is supplied at different levels

Jeder Heizzug wird im Querschnitt von vier Feuerfeststeinen gebildet, von denen zwei in Kammerlangsrichtung verlaufen und die Bezeichnung Laufer tragen und zwei Feuerfeststeinen quer zur Kammerlangsrichtung verlaufen und die Bezeichnung Binder tragen Üblicherweise begrenzt jeder Binder zwei Heizzuge, einen in Koksausdruckrichtung vor dem Binder und einen hinter dem Binder liegenden HeizzugEach heating element is made up of four refractory bricks in cross-section, two of which run in the longitudinal direction of the chamber and bear the designation Laufer and two refractory stones which run perpendicular to the longitudinal direction of the chamber and the designation Binder Binder lying heating train

Die Abmessungen der Binder und Laufer sind von der Belastung der Binder und Laufer und vom verwendeten Feuerfestmaterial abhangig Nach der Erfindung sind für unterschiedliche Belastungsfalle, d h für unterschiedliche Kokereien, gleiche Binder und Laufer vorgesehen Für die weniger belasteten Binder und Laufer führt das zu einer Uberdimensionierung, die jedoch durch Kosteneinsparungen uberkompensiert werden Das gilt auch bei Verwendung besonders hochwertige Steine, z B High Density Steine, deren Dichte 1,9 im Unterschied zur normalen Dichte von 1,8 istThe dimensions of the trusses and runners depend on the load on the trusses and runners and on the refractory material used. According to the invention, the same trusses and runners are provided for different loading cases, ie for different coking plants. For the less loaded trusses and runners, this leads to an oversizing, which, however, are overcompensated by cost savings. This also applies when using particularly high-quality stones, e.g. high density stones, whose density is 1.9 in contrast to the normal density of 1.8

Noch weitere Vorteile ergeben sich, wenn gleiche oder annähernd gleiche Kammerhohen eingehalten werden Dann kann die notwendige Anpassung an die gewünschte Verkokungskapazitat durch Änderung der Kammerlange erfolgen Die Anwendung gleicher oder annähernd gleicher Kammerhohen erleichtert die Anwendung gleicher Heizzugquerschnitte für die verschiedenen Kammern Aus der Anwendung gleicher Heizzuge ergibt sich eine schrittweise Vergrößerung der Verkokungskapazitat Vorzugsweise sind m diesem Sinne Heizzuge mit einem Mittenabstand von 3OO bis 8OO mm in der Heizwand vorgesehenThere are even more advantages if the same or approximately the same chamber heights are observed.Then the necessary adjustment to the desired coking capacity can be made by changing the chamber length.The use of the same or approximately the same chamber heights facilitates the use of the same heating cross-sections for the different chambers there is a gradual increase in the coking capacity. In this sense, heating cables with a center distance of 3OO to 8OO mm are preferably provided in the heating wall

Dabei ist zu unterscheiden zwischen Zwillingsheizzugen und Einfachheizzugen Das Einzelkammersystem besitzt vorzugsweise Zwillingsheizzuge, nämlich zwei nebeneinanderliegende Heizzuge In diesem Fall wird der erfindungsgemaße Mittenabstand von den einander nächsten Heizzugen zweier benachbarter Zwillingsheizzuge gerechnetA distinction is made between twin heating trains and single heating trains. The single-chamber system preferably has twin heating trains, namely two adjacent heating trains. In this case, the center distance according to the invention is calculated from the next heating trains of two neighboring twin heating trains

Gunstig sind erfindungsgemaße Einheitsfeuerfeststeine für eine Lagenhohe von 80 bis 160 mm und/oder eine Steinbreite von 60 bis 170 mm Die Lagenhohe bestimmt die Anzahl der Steine, die übereinander verbaut werden müssen, um die gewünschte Hohe der Heizwande zu erreichen Zusammenfassend ergeben sich folgende Vorteile der Erfindung: gleiche Formen für die Herstellung der Feuerfeststeine für unterschiedliche Kokereien deutliche Verkürzung der Lieferzeiten wegen bereits vorhandener Formen höhere Mengenzahlen für die einzelnen Formate und damit wirtschaftliches Formen mit Formmaschinen viel leichtere Vorratshaltung, auch bei den FormsteinherstellernUnitized refractory bricks according to the invention are favorable for a layer height of 80 to 160 mm and / or a stone width of 60 to 170 mm. The layer height determines the number of stones which have to be installed one above the other in order to achieve the desired height of the heating walls In summary, the following advantages of the invention result: the same molds for the production of the refractory bricks for different coking plants, the delivery times being shortened significantly, because of the molds already available, higher quantities for the individual formats and thus economical molding with molding machines, much easier stock keeping, even for the mold stone manufacturers

Insgesamt ergeben sich beträchtliche Kosteneinsparungen.Overall, there are considerable cost savings.

Zu d) nach der Erfindung erfolgt eine Kapazitätsanpassung der Kokerei an den Koksbedarf durch Leerstand von Kammern. Der Leerstand kann sich auf einzelne Kammern beschränken. Der Leerstand kann auch alle Kammern erfassen. Der Leerstand kann durch eine Verkokungspause gebildet werden, die gleichmäßig oder unterschiedlich alle Kammern betrifft oder gleichmäßig oder unterschiedlich nur einzelne Kammer betrifft. Im Einzelkammersystem ist der Leerstand unschädlich.Regarding d) according to the invention, the capacity of the coking plant is adjusted to the coke requirement by empty chambers. The vacancy rate can be limited to individual chambers. The vacancy rate can also cover all chambers. The vacancy rate can be formed by a coking break that affects all chambers equally or differently or affects only individual chambers evenly or differently. In the single-chamber system, the vacancy is not harmful.

Im Vielkammersystem ist der Leerstand sehr problematisch. Einem fallenden oder zunehmenden Koksbedarf kann eine herkömmliche Kokerei mit einem Vielkammersystem nur sehr langsam und sehr eingeschränkt Rechnung tragen. Üblicherweise wird eine Woche benötigt, um eine herkömmliche Kokerei in ihrer Leistung um 15% zu drosseln. Die Drosselung erfolgt durch Reduzierung der Beheizung. Das heißt die Heizzugtemperatur wird abgesenkt. Der dazu zur Verfügung stehende Spielraum ist das Temperaturfenster zwischen etwa 1320 und 1O5O Grad Celsius. Die lange Dauer für eine Absenkung der Temperatur resultiert aus den Vorgaben des Feuerfestmauerwerkes. Üblicherweise vertragen die verwendeten Feuerfestmauerwerke keinen plötzlichen Temperaturabfall. Zwar gibt eine herkömmliche Kokerei auch die Möglichkeit einer Anpassung der Verkokungsleistung durch Überstehenlassen. Diese Möglichkeit ist jedoch außerordentlich eingeschränkt, weil die Koksqualität durch das Überstehenlassen erheblich beeinflußt wird. Vorteilhafterweise ist auch das Überstehenlassen beim Einzelkammersystem wesentlich einfacher und weitreichender möglich, weil das Einzelkammersystem im Unterschied zum Vielkammersystem eine individuelle Anpassung der Verkokungsbedingungen in der jeweiligen Kammer ermöglicht. Wegen der Schwierigkeiten beim Zurückfahren oder Erhöhen der Verkokungsleistung ist es an herkömlichen Vielkammersystemen üblich, möglichst gleichbleibende Verkokungsbedingungen einzuhalten und Überproduktionen auf Halde zu fahren.In the multi-chamber system, vacancy is very problematic. A conventional coking plant with a multi-chamber system can only take a slow and very limited account of a falling or increasing coke demand. Usually it takes a week to reduce the performance of a conventional coking plant by 15%. The throttling is done by reducing the heating. That means the heating train temperature is lowered. The scope available for this is the temperature window between approximately 1320 and 1050 degrees Celsius. The long duration for a lowering of the temperature results from the specifications of the refractory masonry. Usually, the refractory masonry used cannot tolerate a sudden drop in temperature. A conventional coking plant also gives the possibility of adjusting the coking performance by letting it survive. However, this possibility is extremely limited because the coke quality is significantly affected by the survival. Advantageously, it is also much easier and more extensive to allow it to survive in the single-chamber system because, unlike the multi-chamber system, the single-chamber system enables the coking conditions in the respective chamber to be individually adapted. Because of the difficulties in reducing or increasing the coking capacity, it is customary in conventional multi-chamber systems to maintain coking conditions that are as constant as possible and to keep overproductions in stockpiles.

Das Einzelkammersystem ermöglicht eine Kapazitätsanpassung ohne wesentliche Veränderung der CSR- und CRI-Werte.The single-chamber system enables capacity to be adjusted without significantly changing the CSR and CRI values.

Beide Werte sind Anhaltspunkte für das Verhalten des Kokses im Hochofen:Both values are indicative of the behavior of the coke in the blast furnace:

Im Hochofen ist der Koks:The coke is in the blast furnace:

*Energieträger* Energy source

*Reduktionsmittel* Reducing agent

* Stützgerüst/gasdurchlässiges Haufwerk* Support structure / gas-permeable pile

*Aufkohlungsmittel für das Roheisen* Carburizing agent for pig iron

*Filter für das abströmende Gichtgas als Energieträger und als Reduktionsmittel ist der Koks der Reaktion mit Sauerstoff unterworfen. Es entsteht Kohlendioxid und Kohlenmonoxid. Diese Reaktionen können seine Struktur bzw. seine mechanische Festigkeit schwächen. Struktur und Festigkeit sind jedoch besonders wichtig zur Wahrnehmung der Aufgabe als Stützgerüst und zur Sicherung der Gasdurchlässigkeit .* Filters for the outgoing top gas as an energy source and as a reducing agent, the coke is subjected to the reaction with oxygen. Carbon dioxide and carbon monoxide are produced. These reactions can weaken its structure or mechanical strength. However, structure and strength are particularly important for performing the task of supporting scaffolding and for ensuring gas permeability.

Zur Charakterisierung der chemo-mechanischen Eigenschaften des Kokses wird nach einer von Nippon Steel Corp., Japan, entwickelten Methode eine konkrete Kornfaktion bei einer Temperatur von 1O5O Grad Celsius einer Vergasungsreaktion bzw. einer Reaktion mit Sauerstoff ausgesetzt und anschließend diese Koksprobe einer mechanischen Beanspruchung in einer Trommel unterworfen. Der Gewichtsverlust wird als CRI (Coke Reactivity Index) und die kornabriebs- und Zerfallsneigung als CSR (Coke Strength after Reaction) definiert. Beide Kenntwerte erlauben die Beurteilung von Koks auf sein Verhalten im Hochofen. To characterize the chemo-mechanical properties of the coke, a specific grain fraction is exposed to a gasification reaction or a reaction with oxygen at a temperature of 1050 degrees Celsius according to a method developed by Nippon Steel Corp., Japan, and then this coke sample is subjected to a mechanical stress in one Subject to drum. Weight loss is defined as CRI (Coke Reactivity Index) and the tendency to abrasion and decay as CSR (Coke Strength after Reaction). Both parameters allow coke to be assessed for its behavior in the blast furnace.

COMPARISON MULTI CHAMBER SYSTEM / SINGLE CHAMBER SYSTEMCOMPARISON MULTI CHAMBER SYSTEM / SINGLE CHAMBER SYSTEM

(The Single Chamber System Includes Coal Preheating)(The Single Chamber System Includes Coal Preheating)

ADDreviai 10ns: KK Coke Plant KaiserstuhlADDreviai 10ns: KK Coke Plant Kaiserstuhl

KK * KK with 556 mm Chamber WidthKK * KK with 556 mm Chamber Width

MCS Multi Chamber SystemMCS Multi Chamber System

SCS Single Chamber System 01.07.1997 SCS Single Chamber System 07/01/1997

Claims

Patentansprüche claims

1. Einzelkammersystem, insbesondere mit einem von oben beschickten und horizontal gedrückten Kammer, der aus beheizten Kammerwänden, Decke und Sohle sowie zwei Türen besteht, wobei die Kammerwände eine seitliche Einspannung aufweisen und vorzugsweise vorerhitzte Kohle eingesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß a) der Reaktor einen Schlankheitsgrad besitzt, der gleich oder kleiner O,O7 ist, wobei der Schlankheitsgrad als Quotient aus Kammerbreite/Kammerhöhe definiert ist und/oder b) vor der Teernahtbildung die Wärmezufuhr über die Heizzüge gedrosselt wird und/oder c) einheitliche Steinformate für unterschiedliche Reaktoren vorgesehen sind und/oder d) eine Kapazitätsanpassung der Kokerei durch Leerstand von Kammern erfolgt.1. Single-chamber system, in particular with a horizontally pressed chamber which is fed from above and which consists of heated chamber walls, ceiling and sole, and two doors, the chamber walls having a lateral clamping and preferably preheated coal being used, characterized in that a) the reactor has a degree of slenderness that is equal to or less than O, O7, the degree of slenderness being defined as the quotient of chamber width / chamber height and / or b) the heat supply via the heating cables is throttled before the formation of tar seams and / or c) uniform stone formats are provided for different reactors and / or d) the capacity of the coking plant is adjusted by vacant chambers.

2. Einzelkammersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Reaktor einen Schlankheitsgrad besitzt, der gleich oder größer O,O2 ist.2. Single-chamber system according to claim 1, characterized in that the reactor has a slenderness ratio which is equal to or greater than O, O2.

3. Einzelkammersystem nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen Schlankheitsgrad von O,O3 bis O,O6.3. Single chamber system according to claim 1 or 2, characterized by a slenderness degree of O, O3 to O, O6.

4. Einzelkammersystem nach einem Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine Konizität von 0,1 bis 0,6%.4. Single chamber system according to one of claims 1 to 3, characterized by a taper of 0.1 to 0.6%.

5. Einzelkammersystem nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch schräg gestellte Heizwände.5. Single chamber system according to claim 4, characterized by inclined heating walls.

6. Einzelkammersystem nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmezuf hr mindestens 30 min vor der Teernahtbildung und/oder mindestens auf 50% gedrosselt wird.6. Single-chamber system according to claim 1 to 5, characterized in that the heat supply is throttled at least 30 minutes before the tar seam formation and / or at least to 50%.

7. Einzelkammersystem nach einem der Ansprüche 1,6, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmezufuhr mindestens 1 Stunde vor der Teernahtbildung und/oder mindestens auf 20% gedrosselt wird. 7. Single chamber system according to one of claims 1,6, characterized in that the heat supply is throttled at least 1 hour before the tar seam formation and / or at least to 20%.

8. Einzelkammersystem nach einem der Ansprüche 1,6,7, dadurch gekennzeichnet daß an der Seiteneinspannung/Verankerung ein Sensor für den Treibdruck angeordnet ist und bei Überschreiten eines dem Verkokungszeitpunkt zugeordneten Grenzwertes oder bei einem Treibdruckverlauf, der auf ein Überschreiten des zulässigen Treibdruckes hinweist, Kontakt zur Drosselung der Wärmezufuhr gegeben wird.8. Single-chamber system according to one of claims 1, 6, 7, characterized in that a sensor for the propellant pressure is arranged on the side clamping / anchoring and if a limit value assigned to the coking time is exceeded or if a propellant pressure curve indicates that the permissible propellant pressure has been exceeded, Contact for throttling the heat supply is given.

9. Einzelkammersystem nach Anspurch 8, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Druck- , Kraft- oder Dehnungssensors für die Treibdruckmessung.9. single chamber system according to claim 8, characterized by the use of a pressure, force or strain sensor for the propellant pressure measurement.

10. Einzelkammersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch die Verwendung gleicher Feuerfeststeine für unterschiedliche Kammern/Reaktoren.10. Single-chamber system according to one of claims 1 to 9, characterized by the use of the same refractory bricks for different chambers / reactors.

11. Einzelkammersystem nach Anspruch 1 oder 10, gekennzeichnet durch gleiche Binder und/oder gleiche Läufer.11. Single chamber system according to claim 1 or 10, characterized by the same binder and / or the same rotor.

12. Einzelkammer System nach einem der Ansprüche 1, 10, 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagenhöhe 8O bis 16O mm und/oder die Steinbreite 6O bis 170 mm beträgt.12. Single chamber system according to one of claims 1, 10, 11, characterized in that the layer height is 8O to 16O mm and / or the stone width is 6O to 170 mm.

13. Einzelkammersystem nach einem der Ansprüche 1,10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß unterschiedliche Reaktoren gleiche oder annähernd gleiche Heizwandhöhen besitzen und die Anpassung an die gewünschte Verkokungskapazität durch Änderung der Kammerlänge erfolgt.13. Single-chamber system according to one of claims 1, 10 to 12, characterized in that different reactors have the same or approximately the same heating wall heights and the adaptation to the desired coking capacity takes place by changing the chamber length.

14. Einzelkammersystem nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch schritt- bzw. stufenweise Änderung der Verkokungskapazität.14. Single chamber system according to claim 13, characterized by a step-by-step or step-wise change in the coking capacity.

15. Einzelkammersystem nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Schritte bzw. Stufen durch den Mittenabstand der Heizzüge bestimmt werden.15. Single chamber system according to claim 14, characterized in that the steps or steps are determined by the center distance of the heating cables.

16. Einzelkammersystem nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch einen Mittenabstand von 3OO bis 8OO mm. 16. Single chamber system according to claim 15, characterized by a center distance of 3OO to 8OO mm.

17. Einzelkammersystem nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittenabstand bei Zwillingsheizzügen von den einander nächsten Heizzügen zweier benachbarter Zwillingsheizzüge berechnet wird.17. Single-chamber system according to claim 15, characterized in that the center distance in the case of twin heating trains is calculated from the closest heating trains of two adjacent twin heating trains.

18. Einzelkammersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anpassung der Koksproduktion an den Koksbedarf durch Leerstand der Kammer erfolgt.18. Single-chamber system according to one of claims 1 to 17, characterized in that an adaptation of the coke production to the coke requirement takes place by the chamber being empty.

19. Einzelkammersystem nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Leerstand sich als Verkokungspause zeitlich beschränkt oder dauerhaft und/oder gleichmäßig oder unterschiedlich auf alle oder auf einzelne Kammern verteilt. 19. Single-chamber system according to claim 18, characterized in that the vacancy is limited in time as coking break or distributed permanently and / or evenly or differently to all or to individual chambers.